Устройство для гранулирования расплавов

 

О П И" С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " 460066

Сок>з Советских

Социалмстическкх

Реслублмк (6l) Зависимое от авт. свидетельства —— (22) Заявлено 15.11.71 (21) 1714766/23-26 (5! ) М. Кл. В 01j 2/02 с присоединением заявки ¹â€” государственный комитет

".îâåòà Министров СССР оо делам изобретений и открытии (32) Приоритет—

Опубликовано 15.02.75. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 11.08.75 (53) х ДК 66 099 2 (088 8) (72) Авторы изобретен:,я

В. A. Вагин, А. А. Вагин, П. С. Волошин, А. И. Юрченко и В. А. Чумаков (7!) Заявитель

Дзержинский филиал научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ

Изобретение относится к области гранулирования продуктов из их расплавов.

Известно устройство для гранулировапия расплавов, включающсе вертикальную колонну с газораспределительной решеткой кипящего слоя, разбрызгиватсль расплавов, установленный в верхней части колонны, и распределитель охлаждающего агента. Распределитель охлаждающего агента установлен неподвижно в ве1рхней части колонны или внутри колонны.

Недостаток известного устройства состоит в том, что получают продукт неоднородного гранулометрического состава и недостаточно охлажденные готовые гранулы.

Для повышения однородности готового продукта по гранулометрическому составу и интенсификации процесса охлаждение гранул в прсдложенном устройстве распределитель охлаждающего агента снабжен полым валом, проходящим через центральную т рубу, укрепленную в разбрызгивателе расплавов. Враще»»е распределителя охлаждающего агента позволяет обеспечить равномерное и сквозное пронизование всего потока капель расплава.

Вращающиеся струи охлаждающего агента перемещаются по каплям расплава в направлении вращения распределителя, обеспечивая более длительное, а потому и более эффективное охлаждение капель расплава. Вращение струй охлаждающего агента обеспечивает также равное смещающее воздействие на капли расплава, что предотвращает образование агломератов, На фиг. 1 схематично изображено предложенное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — схема движения капель расплава при неподвижном расп|ределителе охлаждающего агента, поперечный разрез; на фнг. 3, 4 — схема движения капель расплава при вращаюшемся распределителе охлаждающего агента, выполненном согласно изобретеншо, поперечный и продольный разрезы. Устройство выполнено в виде вертикальной колонны 1 с газораопределительной;решеткой 2. Разбрызгиватель 3 расплавов установлен в верхней части колонны и снабжен перфорированным,дном 4, патрубком 5 для ввода расплава

lf центральной трубой 6. Под разбрызгцвателем установлен распределитель 7 о лаждаю2р щего агента, укрепленный на полом валу 8.

Вал 8 проходит через трубку 6, установлен в подшипниках и кпнематическн связан с приводом. Распределитель 7 охлаждающего агента выполнен в виде конусов, соединенных ос25 нованиями.

Работа устройства.

В разбрызгиватель 3 через патрубок 5 подают расплав аммиачной селитры нлн мочевины, через полость вала 8 подают охлаждаю30 щий агент, например холодный воздух или

460066 смесь воздуха с тоикодисперсиой пылью. Расплав через выпускные отверстия перфори роваиного,диа 4 вытекает в виде отдельных струй, которые распадаются иа капли. При свободном падении в полости колонны капли интенсивно обдуваются охлаждающим агеитом, диспергируемым распределителем 7. В известном грануляторе распределитель охлаждающего агента выполнен неподвижным.

При неподвижном распределителе (см .фиг. 2) ст руи охлаждающего агента 9 (показаиы условно стрелками) наталкиваются иа капли 10 расплава, способствуют слияии>о нескольких капель в одну и образоваишо агломератов

>новое положение капель показано пуиктиром). В предложенном устройстве распределитель 7 охлаждающего агента связан с приводом враще»ия. Такое выполнение позволяет обеспечить равномерное орошение охлажда>ощим агентом почти всех капель расплава.

На фиг. 3 и 4 видно, что струп 9 охла>кда>ощего агента направлены ие по радиусу, а <искривлены под действием цент>робе>киой силы.

Вращение каждой струи позволяет обеспечить последовательное орошение капель. Струя !> лаждающего агента при вращении распределителя направлена не в одну точку, а перемещается по капле расплава в направлении вращения распределителя, что обеспечивает более эффективное охлаждение капель и искл>очает образован<не трещин. На фиг. 3 сплошной и пунктирной стрелка»« показано положение струй 9 в разное время. Видно, что в первый момент врех>еии орошается капля

l l, в следующий — капля 12 и т. д. Жирной линией обозначена область капель, подвергающаяся ороше»ию струй охлаждающей средь>, выходящих пз сопел 13 вращающегося распределителя 7.

Следует отметить, что смещеиие траекторий капель одинаковое, так как практически все капли расплава попадают под воздействие струй охлаждающей среды. Кроме того, смещение это мало, так как смещающая сила со стороны струи îiëàæäàþùåé среды за счет ее вращения во все время, воздействия иа каплю расплава изменяет свое направление.

Поэтому при экспериментальной проверке образования агломератов ие наблюдалось.

Необходимо указать еще иа один момент, обеспечивающий лучшее охлаждение капель расплава охлаждающим воздухом кипящего слоя.

При истечении расплава из разбрь>згивателя без распределителя охлаждающей среды капли расплава летят по своим иеизме>шым траекториям. При истечении расплава из разбрызгивателя с неподвижным распределителем охлаждающей среды капли расплава также летят по неизменным, некоторая часть по смещенным, ио тоже постоянным траекториям. Охлаждающий воздух кипящего слоя

>равномер",о проходит между струями капель расплава, охлаждая их. При вращающемся распределителе охла>кда>ощей среды ие все

>6

3<> зз

4О

;> 5

6.-, 60

65 капли расплава в одной струе подвергаются воздействию струи охлаждающей среды. На фиг. 4 видно, что капли расплава при вращении струи охлаждающей среды испытывают воздействие со стороны ее импульсно только тогда, когда струя направлена на нее. В следующий момент в ремени на следом летящую каплю расплава воздействия не оказывается, так как напротив нее оказывается промежуток между двумя рядом раополо>кенными струями вращающегося распределителя. Это спо. собствует более пространственному рассеянному полету гранул (см. фиг. 4) и лучшему их охлаждению восходящим воздухом кипящего слоя. Как показывают эксперименты и расчеты, пре>длагаемое устройство позволит сократить высоту башни за счет увеличенного охла>кдения летящих капель расплава не менее чем в 2 раза.

Экспериментальная проверка макета устройства проводилась с аммиачной селитрой иа опытной граибашне высотой 16 м. При неподвижном распределителе охлаждающей среды установлен следующий гранулометрический состав выходного продукта: гранулы фракции 1 — 3 мм — 82 /о, фракции меньше

1 мм — 6 /о, фракции больше 3 мм — 12 /о.

При этом температура гранул в нижней части граибашш> равна 64 С.

При вращающемся распределителе охлаждающей среды установлен следу>ощий гранулометрический состав выходного продукта: граиулы фракции 1 — 3 мм — 93 /о, гранулы ф ракц>и> меньше 1 мм — 4О/О, граиулы фракции больше 3 м.я — 3/О.

При этом температура гранул иа выходе граибашни равна 38 С.

Уменьшение содержания мелкой фракции и увеличение основной происхо!дит за счет влияния струй охлаждающей среды на процесс разбиения струй расплава на капли. Значи1 тельное улучшение граиулометрического состава иа макетной установке получено при определенных частотах в ращения распределителя о:<лажда>ощей среды, кратных собственной частоте струй. Как известно, собственная частота струй определяется зависимостью

Г

4,50Ы где à — скорость истечения струи;

d — диаметр отверстия перфорации разор ыз ги в а тел я.

Устанавливая распределитель охлаждающей среды по высоте иа уровне формирования капель в струе расплава и выбирая кол»чество струй распределителя н скорость его вращения, можно влиять на .процесс разбиения струи расплава на капли, что позволяет резко улучшить гранулометрический состав продукта. Влияние на п роцесе разбиения струи расплава иа капли происходит как за счет прямых столкновений ее со струями охлаждающей среды, так и за счет возбуждения колебаний окружающего воздуха. Изменением

460066 давления охлаждающей среды в распределителе можно регулировать амплитуду возбуждаемых колебаний.

В качестве охлаждающей среды может быть использован воздух, пылеобразные твердые частицы, а для иегигроскопических продуктов и вода.

При попадаш|п твердых частиц на капли расплава на пх плавлеипс затрачивается тепловая зиергия капли, и опа интенсивно охлаждается, образуются как бы центры кристаллпзаци ь Пылеобразпыми частицами могут быть мпкродобавки, что важно Ilpll башенном способе граиулирования когда применение других методов включения дооавок затруднено плп невозможно.

Конструкция устройства для грапулироваиия расплавов с предлагаемым исполнением ,распределителя охлаждающей среды отличается простотой, компактностью н возможность|о обеспечения управления как процессом охлаждения капель, так и процессом распада струй на однородные капли по размерам.

Предмет изобретения

Устройство для гранулпроваиия расплавов, включающее вертикальную колонну с реше-.кой, разбрызгиватель расплавов, установленный в верхней части колонны, и распределитель охлаждающего агента, отличающееся тем, что, с целью повышения однородности готового продукта по гранулометрическому составу и интенсификации процесса охлаждения гранул, распределитель охлаждающего агента снабжен полым валом, проходящим чере: центральную трубу, укрепленную в разбоь..гивателе расплавов.

460066

? гз Риз. +

Составитель А. Юрченко

Техред A. Камышннкова Корректор Л. Котова

Редактор Н.Зелнвскан

Заказ 2103 Изд. № 1150 Тираж 782 Поди??с??ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий

Москва, 5К-35, Раушская паб., д, 4/5

Обл, гпп. Ь;остров?ского управления издательств, полиграфии п книжной торговлн

О

I(Q

G= —, 0

1